In vitro studies on the interaction between bile salts and key enzymes of the liver

Summary

Interactions between bile salts and cellular constituents are of considerable significance in studies on cholestasis. The main points of interest are the effects of the various bile salts on lipid and protein structures. Of primary interst are the interactions with lipids since these can cause disorder in cellular metabolism by eliminating compartmentalization. Conformational changes of proteins can occur through interactions with bile salts. They can involve specific functions. Of special importance here are the enzymes, since these are decisive supportive agents in cellular processes.

In this paper, the effect of various bile salts on the activity of key hepatic enzymes was studied. In addition to the kinetic tests for enzyme activity, structural changes of the enzymes were studied as well using electrophoretic techniques. It could be shown that even much lower bile salt concentrations than those which occur in bile can lead to a complete inhibition of activity. The varying sensitivities of different enzymes when they react in the presence of bile salts is striking. According to the degree of hydroxylation, the various bile salts show characteristic differences in inhibitory effect on enzymatic activity.

On the basis of the results reported here, it is quite possible that the interaction between bile salts and enzymes is a participating factor in the etiology and pathogenesis of cholestatic hepatic changes.

Zusammenfassung

Wechselwirkungen zwischen Gallensäuren und Zellbestandteilen sind im Zusammenhang mit Untersuchungen zur Cholestase von erheblicher Bedeutung. Schwerpunkte sind dabei die Wirkungen der verschiedenen Gallensäuren auf die Struktur von Lipiden und Proteinen. Die Wechselwirkungen mit Lipiden sind in erster Linie wegen der damit verbundenen Störung der Membranstruktur von Bedeutung, die den Zellstoffwechsel durch Aufhebung der Kompartimentierung in Unordnung bringen kann. Durch Wechselwirkungen mit Proteinen können Konformationsänderungen eintreten, die spezifische Funktionsleistungen in Mitleidenschaft ziehen. Von besonderer Wichtigkeit sind dabei Enzyme, da sie entscheidende Funktionsträger zellulärer Prozesse darstellen.

In der vorliegenden Arbeit wurde daher die Wirkung verschiedener Gallensäuren auf die Aktivität von Schlüsselenzymen der Leber untersucht. In kinetischen Tests wurden Enzymaktivitäten geprüft, mit elektrophoretischen Verfahren strukturelle Veränderungen an den Enzymen. Es konnte nachgewiesen werden, daß bereits weit niedrigere Gallensäurekonzentrationen als sie in der Gallenflüssigkeit vorkommen, bei gewissen Enzymen zu einem vollständigen Aktivitätsverlust führen. Es ist auffällig, wie unterschiedlich empfindlich verschiedene Enzyme auf die Anwesenheit von Gallensäuren reagieren. Die verschiedenen Gallensäuren zeigen je nach Hydroxylierungsgrad charakteristische Unterschiede in ihrer Hemmwirkung auf Enzymaktivitäten. Eine Beteiligung der Wechselwirkung zwischen Gallensäuren und Enzymen bei der Ätiologie und Pathogenese der cholestatischen Leberveränderungen erscheint aufgrund der hier ermittelten Resultate möglich